Question

[物理--選修3-5]
（1）下列說法中正確的是

 

A．氫原子核外電子繞核運動，同時向外輻射電磁波
B．一群處于n=3能級激發態的氫原子，自發躍遷時能發出3種不同頻率的光
C．放射性元素發生一次β衰變，原子序數增加1
D．²³⁵U的半衰期約為7億年，隨地球環境的變化，半衰期可能變短
（2）兩塊厚度相同的木塊A和B，緊靠著放在光滑的水平面上，其質量分別為m_A=0.5kg，m_B=0.3kg，它們的下底面光滑，上表面粗糙；另有一質量m_C=0.1kg的滑塊C（可視為質點），以v_C=25m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如圖所示，由于摩擦，滑塊最后停在木塊B上，B和C的共同速度為3.0m/s，求：
（1）木塊A的最終速度v_A；
（2）滑塊C離開A時的速度v^′_C．

Answer 1

分析：（1）氫原子核外電子繞核運動，不向外輻射電磁波．一群處于n=3能級激發態的氫原子，自發躍遷時能發出3種不同頻率的光．放射性元素發生一次β衰變，原子序數增加1．²³⁵U的半衰期約為7億年，隨地球環境的變化，半衰期不改變．
（2）（1）A、B、C三個木塊組成的系統所受合外力為零，總動量守恒，由動量守恒定律研究整個過程，求解木塊A的最終速度v_A；
（2）根據運量守恒定律研究C在A上滑行的過程，求出滑塊C離開A時的速度v^′_C．

解答：解：（1）A、根據玻爾理論可知，氫原子核外電子繞核運動，并不向外輻射電磁波．故A錯誤．
B、一群處于n=3能級激發態的氫原子，自發躍遷時是隨機的，能發出C

2 3

=3種不同頻率的光．故B正確．
C、放射性元素發生一次β衰變，β粒子的符號是

0 -1

e，根據電荷數守恒得知，原子序數增加1．故C正確．
D、²³⁵U的半衰期約為7億年，隨地球環境的變化，半衰期不改變．故D錯誤．
故選BC
（2）對于整個過程，根據動量守恒定律得
   m_Cv_C=m_Av_A+（m_C+m_B）v′
得，v_A=

mCvC-(mC+mB)v′

mA

=

0.1×25-(0.1+0.3)×3

0.5

m/s=2.6m/s
對于C在A上滑行的過程，由動量守恒定律得
  m_Cv_C=（m_A+m_B）v_A+m_Cv_C′
代入解得，v_C′=4.2m/s
故答案為：
（1）BC；（2）（1）木塊A的最終速度v_A是2.6m/s；（2）滑塊C離開A時的速度v^′_C是4.2m/s．

點評：第2題是木塊在兩個木板上滑動的問題，分析過程，選擇研究對象，根據動量守恒定律研究速度．